Cerebro humano y procesos clave en el aprendizaje

Resumen

El artículo explora la importancia del cerebro humano en el funcionamiento del cuerpo y su desarrollo a lo largo de la vida. Se destacan aspectos como la evolución del cerebro, la diferencia entre los cerebros masculino y femenino, y cómo las experiencias y el entorno pueden influir en su desarrollo. También se aborda la plasticidad cerebral, la memoria y la atención como procesos clave en el aprendizaje y la adaptación del cerebro.

Palabras clave: neuroplasticidad, desarrollo cerebral, sinapsis, diferencias de género, memoria, atención, aprendizaje.

Abstract

This article is an exploration of the importance of the human brain in the functioning of the body and its development throughout life. It highlights aspects such as the evolution of the brain, the difference between male and female brains, and how experiences and the environment can influence its development. Brain plasticity, memory, and attention as key processes in learning and brain adaptation are also discussed.

Keywords: neuroplasticity, brain development, synapses, gender differences, memory, attention, learning.

 

El funcionamiento del cuerpo humano, ha sido objeto de interés y por supuesto, de estudio desde hace siglos, sin embargo, es hasta el siglo XX que el desarrollo tecnológico y científico se sincronizan, el resultado es sorprendente, porque al fin el mundo es capaz de percibir con toda su grandiosidad lo que significa el cerebro para el ser humano.

Cerebro

Desde los primeros meses de vida, el cerebro vive divisiones y conexiones neuronales que son el andamiaje sobre el que se construye la vida de ese individuo (Calixto, 2018, p. 106), antes de los quince años, el cerebro aprende de lo que vive, pero si lo que vive es maltrato, abuso, violencia o abandono,  normaliza estas conductas, de ahí que sea tan importante cuidar a este órgano, aparentemente muy pequeño con sus casi 1.4 kg aproximadamente, pero que es quien consume el 20% del oxígeno total que recibe el cuerpo humano, “el corazón sirve para dar cantidad de vida. El cerebro sirve para dar calidad de vida” (Fuster, 2018, m39s46).

De una sola neurona, el cerebro durante la gestación es capaz de evolucionar hasta poseer 100,000 millones de neuronas aunque el ser humano está condenado a perder con la edad miles de ellas conforme se vuelve adulto (Calixto, comunicación personal, 2021).

El cerebro humano tiene un antecedente genético de 4000 millones de años de evolución, no es el cerebro más grande entre los animales, pero sí el que tiene una mayor cantidad de neuronas en una densidad pequeña, menor comparada con otros mamíferos, lo que le garantiza una gran eficiencia. (Calixto, 2021, p. 13)

La evolución y la cantidad de neuronas proveen al cerebro humano de múltiples privilegios, entre los que se encuentra almacenar, discriminar y comparar información, además de la capacidad para planificar el futuro.

El cerebro se asemeja a una maquinaria compleja y sofisticada, organizado en áreas o módulos, con características muy particulares; no se debe perder de vista que el cerebro tiene un funcionamiento global, aunque para ciertas funciones muy específicas el cerebro no se activa del todo, solo ciertos núcleos, áreas cerebrales anatómicamente delimitadas; en las funciones corticales superiores, en cambio, hay un mayor procesamiento cerebral en conjunto (De La Barrera et al. 2009, pp. 4-5).

“El cerebro se formó de abajo hacia arriba” (Calixto, comunicación personal, febrero de 2021) y es en la parte superior donde se encuentra la parte más inteligente, más evolucionada que es la corteza prefrontal o neocortex, área que diferencia a los seres humanos de otros seres vivos que también poseen cerebros. Estos territorios prefronto parieto-temporales, contienen a las áreas de asociación en las que se llevan a cabo los procesos mentales, los pensamientos abstractos y simbólicos, sin olvidar a los sentimientos.

Estas áreas, aunque realizan funciones especializadas, colaboran con otras áreas para lograr un mejor desempeño (Mora, 2013, p. 40). La corteza prefrontal es indispensable para ejercer un control conductual, pero este se logra hasta que se alcanza la madurez y es la última área cerebral que madura.

La conducta humana tiene bases biológicas (el cerebro y la respuesta de nuestro cuerpo a las hormonas), psicológicas (el aprendizaje fundamental ocurrido en un periodo crítico de conexiones neuronales entre los siete y los 14 años) y sociales (el entorno y los apegos del tejido social). (Calixto, 2021, p. 115)

El ser humano al nacer cuenta con una acervo genético que el entorno y las experiencias modifican; son entonces muchos los factores que condicionan el desarrollo cerebral, por ejemplo, un cerebro que enfrenta adversidades en la vida madura más rápido porque la corteza prefrontal se tiene que adaptar a la situación, se hace resiliente siempre y cuando tenga un buen ejemplo social que lo guíe para que su cerebro aprenda, pero en caso de que su guía sea deficiente, podrá sufrir trastornos que afecten su calidad de vida (Calixto, 2018, p. 156), porque “es un ente bio-psico-social” (Calixto, 2018, p. 168), susceptible de ser afectado por el impacto a cualquiera de las esferas que lo conforman.

La impronta genética es importante porque influye en la conducta de cada individuo, pero no lo condiciona en su totalidad, está presente en su cotidianidad pero el aprendizaje, las experiencias, accidentes y enfermedades son capaces de alterar los resultados cognitivos (De La Barrera et al. 2009, p. 5).

Otro elemento biológico a considerar que interviene en el desarrollo cerebral,  es la diferencia existente entre el cerebro femenino y el masculino, hasta la quinta semana de gestación el feto tiene la capacidad para desarrollarse como femenino o masculino (Calixto, 2017, p. 80), definiéndose el sexo se puede decir que cada cerebro se construye con una neuroquímica semejante, pero con anatomías y procesos distintos aunque complementarios; ambos cerebros tienen semejante número de neuronas, pero en el caso de las mujeres su conexión neuronal es más eficiente, lo que hace que se adapten y conecten mejor, esto se debe a que desde el punto de vista genético, el cromosoma X tiene 1344 genes de los 30000 del mapa genético,  mientras que el Y tan solo tiene 45.

Respecto a sus diferencias anatómicas, el cerebro femenino goza de mayor densidad en la corteza prefrontal, temporal y parietal, estructuras relacionadas con la cognición, memoria asociativa y lógica; en cambio el hombre tiene mayor densidad en el tálamo, la amígdala cerebral y el hipotálamo es aproximadamente 15% más grande que en las mujeres, debido a esto el hombre tiene una mayor inclinación a conductas sexuales (Calixto, 2017, pp. 81-82).

Conocer y comprender las diferencias cerebrales entre mujeres y hombres, no tiene nada que ver con la discriminación y la desigualdad consecuente, sino con aprovecharlas para lograr una experiencia de aprendizaje que fortalezca la individualidad de cada persona. Como ejemplo a considerar, la practicidad propia de los hombres hace que estos vivan el estrés de manera distinta, en el hombre aumenta el número de espinas dendríticas en su vida adulta, contrario a lo que sucede en las mujeres, lo que da como resultado el hecho de que los hombres puedan aprender bajo condiciones estresantes, en cambio para las mujeres el estrés es caótico, sobre todo cuando es imprevisto, porque pierden la objetividad (Calixto, 2017, p. 86). Otra situación que ejemplifica muy bien estas diferencias, es que la mujer tiene la capacidad de analizar mejor la información y consecuentemente tomar mejores decisiones en menor tiempo, todo gracias a su núcleo caudado y a su hipocampo de mayor tamaño; a sus neuronas espejo les deben ser más empáticas (Calixto, comunicación personal, febrero de 2021).

Afirma Calixto (2021) que “las cicatrices psicológicas o trastornos de la personalidad nacen con cambios en algunas sustancias de nuestro cerebro” (p. 231), pero si bien, los cambios neuroquímicos sostenidos afectan la conducta de los individuos, también las experiencias de la vida determinan la neuroquímica del cerebro.

En el orden psicológico, los niños que por haber estado en contacto con conductas inadecuadas por parte de sus figuras de apego o fueron víctimas de abuso o violencia, aprenden esas conductas, pero no finalizan ahí los daños, porque también pueden presentar una disminución en la actividad de la corteza singular, lo que los conducirá a no interpretar correctamente las emociones tanto propias como las de los demás (Iragorri et al. 2009, p. 77).

Entre los 8 y 12 años de edad, poco a poco se conectan las áreas cerebrales, en donde se origina, se detecta y procesa la violencia que conocen, así que, si los niños durante estas edades viven con ella, la repetirán a lo largo de su vida, pues hay un determinismo psicológico y social sobre el sustrato biológico de sus cerebros emocionales (Calixto, 2021, p. 180).

Después del nacimiento, el cerebro además de contar con un programa genético, está bajo la influencia de las experiencias psicológicas que dejan cicatrices profundas en él, pero también depende de su relación con el mundo que le rodea, el mundo sensorial (Mora, 2013, p. 35), y aunque el infante cuente con una maravillosa herencia genética, esta puede ser modificada, frenada y boicoteada por el entorno que le rodea.

Un cerebro que se ve expuesto a un ambiente caótico, tiende a sufrir cambios conductuales que pueden influir en la manera que se expresan algunos genes (Calixto, comunicación personal, febrero de 2021). Es decir, se producen modificaciones epigenéticas; es tan fuerte la estimulación ambiental, que puede aumentar el peso cerebral, el núcleo neuronal y el número de sinapsis (Iragorri et al. 2009, p. 77).

Neuroplasticidad

El milagro de la vida es maravilloso, de una sola neurona se crean hasta 100 millones de ellas, durante un periodo de nueve meses (Calixto, 2021, p. 68), tiempo suficiente para dar origen a un ser humano, cuyo cerebro es la joya de la evolución. Durante la infancia y parte de la vida adulta, hay cambio y recambio de neuronas, pero a partir de los 35 años, el cerebro inicia su proceso de envejecimiento y dependiendo de los hábitos de cada individuo, su genética, sexo y enfermedades, este puede ser más lento o más rápido. Áreas en el cerebro, como el hipocampo, forma y sintetiza neuronas todos los días, en promedio 70 neuronas al día; se ha podido demostrar en que quien hace ejercicio físico aeróbico todos los días aumenta el número de neuronas nuevas en el cerebro en áreas que tienen que ver con aprendizaje y memoria como el hipocampo, desafortunadamente en la corteza prefrontal, neurona que muere, no se recupera (Calixto, comunicación personal, febrero de 2021); ahí radica la gravedad de golpes en la cabeza, el consumo de sustancias adictivas, fumar, vida sedentaria, etc., que son causa frecuente de muerte neuronal prematura.

Entre las valiosas propiedades que poseen las neuronas destaca la de comunicarse entre ellas,  a través de señales nerviosas en forma de impulsos eléctricos, esta comunicación recibe el nombre de sinapsis. La morfología de las neuronas permite una comunicación bidireccional, en el que las dendritas captan la información y la transmiten al centro de la neurona, al soma; procesada ya la información recibida, esta se dirige hacia el axón, para poder pasar a otra neurona.

Los axones están recubiertos por mielina lo que permite una comunicación neuronal nítida, si los circuitos sinápticos no han culminado su mielinización, el proceso sináptico se verá afectado, en cambio, cuando la mielina recubre los axones, quiere decir que los circuitos han madurado y es el momento preciso para aprender aquello que tiene que ver con el área ya madura (Mora, 2018, m9s22).

La sustancia blanca del cerebro, está conformada aproximadamente en un 50 por ciento por axones mielinizados por los que se transmiten señales neuroquímicas, esta mielina es la responsable de la velocidad de conducción de la información; la mielinización consiste en un proceso dinámico que se transforma a lo largo de la vida, por ejemplo, los axones de la médula espinal al nacer ya están mielinizados, mientras que los de las zonas corticales se recubren en las primeras décadas de la vida (Valdivieso et al. 2018, p. 186).

La mielinización puede ser afectada por factores ambientales y conductuales; mientras más mielina, mayor salud tiene un cerebro, la posibilidad de mejorar la salud puede estar en manos de cada persona, al aprender cosas nuevas (Valdivieso et al. 2018, p. 187).

La comunicación entre neuronas o sinapsis, consiste en un proceso en el que se utilizan, tanto impulsos eléctricos como mensajeros químicos. Las dendritas, receptoras de la información de la neurona, reciben la información que recorre toda la neurona hasta llegar al axón por donde viaja en forma de impulso eléctrico o potencial de acción; para que la información se transmita a otra neurona, el espacio existente entre ellas debe ser salvado y esto se logra gracias a los neurotransmisores que son los mensajeros químicos entre neuronas, liberados por el axón. Hay dos tipos de neurotransmisores, los excitadores y los inhibidores; los primeros estimulan a la neurona para generar una acción; los inhibidores, en cambio, reprimen el potencial de acción de la neurona.

Un neurotransmisor es una sustancia con la que se comunican las neuronas. Existen algunos denominados excitadores, que incrementan la actividad neuronal (glutamato, dopamina, adrenalina, acetilcolina), otros inhibidores o neurotransmisores que reducen la acción de las neuronas (GABA, endorfinas, glicina, endocannabinoides, etc.). (Calixto, 2021, p. 134)

Así como los neurotransmisores impactan en el desarrollo cognitivo y conductual de los individuos, también las hormonas juegan un papel importante ya que mediante los procesos de plasticidad pueden provocar dos efectos principales: el organizador que influye en la composición cerebral de forma permanente y el activador que estimula a las células para que desarrollen conductas en contextos específicos de manera temporal porque dependen de la concentración de las hormona en un momento determinado (Wong et al. 2013, párr. 4). “Hormona viaja por la sangre, un neurotransmisor no, salvo la adrenalina que aunque es un neurotransmisor puede viajar por la sangre” (Calixto, comunicación personal, febrero de 2021).

Las conexiones neuronales se modifican y adaptan constantemente por experiencias nuevas, en otras palabras, las neuronas al aprender algo nuevo codifican la información obtenida, reestructuran su organización y crean nuevas redes de comunicación (Iragorri et al. 2009, p. 76), a esto se le llama neuroplasticidad o plasticidad.

La práctica de lo aprendido fortalece o incrementa las estructuras neuronales y provoca que cada vez sea más fácil realizar lo aprendido, esto se logra gracias a la plasticidad neuronal positiva, pero cuando lo aprendido no se practica, interviene la plasticidad neuronal negativa, que tiene que ver con el proceso de eliminar las conexiones que no se utilizan. Se calcula que entre un 18 y 20% es el espacio que se libera de la densidad neuronal para dejar espacio para nuevos aprendizajes o para mejorar las conexiones existentes (Calixto, 2021, p. 83).

El cerebro humano, gracias a la cantidad de estímulos externos o internos que recibe y a su capacidad de aprender es que se hace un órgano más eficiente y experimentado (Calixto, 2021, p. 69), con más herramientas cognitivas que le permiten adaptarse a su entorno cambiante.

La madurez de las distintas áreas y funciones cerebrales se entiende como la capacidad y calidad de las conexiones que se llevan a cabo en él y se alcanza en distintos momentos, el cerebro tiene tiempos para aprender y tratar de saltarlos significa forzarlo, lo que se asocia a una experiencia traumática para el estudiante (Forés, 2021, m7s23).

Las funciones ejecutivas son “una serie de procesos de orden superior” (Bausela, 2014, párr. 7), que están asociadas a la maduración de la corteza prefrontal, zona en la que reside la inteligencia, la capacidad de reflexionar, planear y controlar emociones e impulsos; pero también es la última en alcanzar su desarrollo; durante la adolescencia aunque el cerebro sufre profundos cambios en su camino hacia su vida adulta, es cuando el individuo cuenta con un mejor cerebro para aprender.

Sabiendo que hay momentos idóneos para que los estudiantes aprendan con mayor facilidad, es necesario que los educadores conozcan cuándo sus alumnos poseen mayor atención y no solo la edad, inclusive las horas del día en que son más receptivos a ciertos conocimientos (Punset, 2018, m9s10), no se necesita de los mejores o más complejos métodos didácticos, ni de las tecnologías más avanzadas, sino del momento preciso.

Memoria

La memoria es la facultad de almacenar información y el hipocampo es la zona cerebral en la que se guardan temporalmente los recuerdos de lo aprendido,  si llega a sucederle algo como una enfermedad o un traumatismo severo, todo se olvida. El hipocampo alcanza su desarrollo completo a los 2 años antes de esa edad no tiene recuerdos (Mora, 2013, p. 104).  De los 8 a los 21 años es la etapa en la que el cerebro goza de mayor capacidad memorística y de atención, debido a que la acetilcolina tiene una mayor síntesis; después de los 30 años, aunque el cerebro pierde cierta capacidad de memoria, resulta ser más eficiente, pues ha desarrollado estrategias para filtrar lo aprendido y quedarse con lo realmente importante. Conforme los años transcurren, la memoria se debilita debido a la pérdida de neuronas y aunque las neuronas del hipocampo tienen capacidad regenerativa, esta cualidad disminuye y después de los 50 años la memoria se resiente y su funcionalidad es proporcional al uso cotidiano de los recuerdos (Calixto, 2017, p. 163).

La memoria y el aprendizaje están íntimamente ligados a las emociones, los momentos felices se recuerdan porque las emociones incrementan los procesos memorísticos para que el cerebro aprenda, al igual que los ejercicios de repetición; para aprender tenemos que olvidar, para dejar espacio de almacenamiento en el hipocampo, lo que olvidamos es lo que no usamos, lo que no necesitamos; las memorias que sobreviven a la poda emigran para guardarse en la corteza prefrontal “hoy sabemos que ciertos neurotransmisores, como el glutamato y el ion calcio, son fundamentales para que tales cambios (memorias) se produzcan en las sinapsis y permanezcan en ellas largo tiempo” (Mora, 2013, p. 117).

Existen memorias conscientes e inconscientes, las primeras son las que podemos evocar y relatar, generalmente están asociadas a los momentos felices, en cambio las inconscientes están guardadas, pero tienen la capacidad de influir en la conducta de la persona, como los eventos traumáticos, en este caso los recuerdos están asociados a emociones negativas, que causaron dolor o miedo.

Se han tratado de subclasificar las memorias para que sea más fácil la comprensión de su función: la implícita que está asociada a andar en bicicleta, a algunos monosílabos, a bailar; la de trabajo, que se ocupa de manera inmediata para aprender un número de teléfono o recordar la hora de una reunión, generalmente si no hay interés, se olvida; la memoria a largo plazo, es la que perdura, es la última que se pierde, como los recuerdos de la infancia. La información entra por el giro dentado, pero la memoria a corto plazo, la atentiva, la de trabajo se localiza en las neuronas piramidales del área CA3, solo cuando estas memorias se han consolidado, pueden pasar a las neuronas CA1, que es donde se encuentran los recuerdos inamovibles (Calixto, comunicación personal, febrero 2021).

Atención

La atención es un proceso y una capacidad que tenemos para discriminar estímulos y eventos; a través de ella seleccionamos, dirigimos y mantenemos la activación de redes neuronales que le resultan relevantes al cerebro, y al mismo tiempo ayuda a disminuir la actividad de otras redes para ignorar y ser selectivos en la información que ingresa al cerebro (Calixto, 2021, p. 30).

La atención es un mecanismo que se enciende mediante estímulos interesantes para el cerebro, aunque demasiados estímulos distraen al cerebro que requiere llevar a cabo una discriminación de los mismos, centrándose en el que parezca más importante por lo que la idea de que una persona pueda hacer varias cosas a la vez y con la misma eficacia es un mito.

En cuanto a los tiempos de atención, son muchos los educadores que exigen a sus estudiantes atención constante por largos periodos de tiempo, sin considerar que esta se mantiene por intervalos de corta duración y que los maestros deben diseñar estrategias didácticas para capturar constantemente el enfoque de sus alumnos, quienes deben entrenar poco a poco y  de acuerdo a su edad, el proceso atentivo.

Si la atención sufre algún trastorno, esto impactará a múltiples tareas cerebrales que son consecuencia de ella, lo que supone incluso un riesgo para el sujeto, como no seguir indicaciones en caso de peligro, no mirar hacia ambos lados de la calle para cruzar, etc., las posibilidades que desvela la neurociencia, respecto a la reeducación de un cerebro que sufre de un trastorno, da muchas esperanzas a miles de niños que sufren o han sido mal diagnosticados con el Trastorno de Déficit de Atención.

Las emociones favorecen la atención porque permiten percibir las cosas con mayor detalle. La atención consiste en un ensamblaje funcional de las neuronas de la corteza cerebral y el tálamo, que activa el mecanismo de la consciencia (Mora, 2013, p. 81), este proceso depende de un estado neuroquímico equilibrado, dopamina más adrenalina es igual a mayor atención, si una de las dos decae, la atención también lo hace.

Son varias las áreas involucradas en la atención y es comprensible, puesto que son también varios los tipos de atención, la atención básica que permite al individuo responder a lo que sucede a su alrededor, sin que se enfoque en algo específico; la atención absorbente permite al cerebro centrarse; la orientativa se adapta al entorno en movimiento; la ejecutiva está asociada a la razón, es constante, focalizada, al grado de que la persona tiene que detener la actividad para hacer algo más, cuando vuelve no tiene ningún problema en retomarla, esta atención es la que se requiere para estudiar (Mora, 2013, p. 83).

Conclusión

El cerebro humano es un órgano complejo y asombroso con una capacidad innegable para adaptarse, aprender y crecer a lo largo de la vida; comprender su funcionamiento y las influencias que lo moldean es esencial para mejorar la educación y el bienestar de las personas. La neuroeducación brinda valiosas perspectivas sobre cómo optimizar el proceso de aprendizaje y promover un desarrollo cerebral saludable desde la infancia hasta la edad adulta. Este conocimiento ayuda a diseñar estrategias educativas más efectivas, crear entornos que fomenten la calidad de vida y la individualidad de cada persona, que repercutirá en el progreso social.

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